2.1.2. Расчет прочности ригеля по сечениям, нормальным к продольной оси. Расчет рабочей продольной арматуры.

При расчете балки его сечение рассматривается как прямоугольное с размерами bхh = 200x500мм .Предварительно назначаем величину с=50...70мм - расстояние от растянутой грани сечения балки до центра тяжести растянутой арматуры, и определяем рабочую высоту сечения d .

Рабочая высота сечения d = h - с = 500 - 70 = 430мм.

При расчете изгибаемых элементов по прочности сечений, нормальных к продольной оси, следует соблюдать условие ξ . Если увеличивают размеры сечения, повышают класс бетона или усиливают сжатую зону сечения арматурой .

Относительная высота сжатой зоны: .

Предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:

где = 0,85 - 0,008 ∙20 = 0,69,

где = 0,85 - коэффициент для тяжелого бетона;

= 450 МПа - напряжения в арматуре;

Мпа – предельное напряжение в арматуре сжатой зоны сечения.

Условие ξ = 0,434< =1,04 соблюдается, несущая способность сжатой зоны бетона достаточна и установка сжатой арматуры не требуется.

Требуемая площадь сечения продольной рабочей арматуры:

По сортаменту принимаем 4Ø25 класса S500 располагаем рабочие стержни в два ряда с учётом требований норм (см. рисунок 2).

Рисунок 2. Поперечное сечение балки.

Определяем коэффициент армирования и минимальный процент армирования:

Расстояние от растянутых волокон до центра тяжести арматуры:

После назначения сечения арматуры выполняем проверку расчета, то есть определяем несущую способность сечения и сравниваем ее с действующим изгибающим моментом .

где

Проверяем условие прочности:

= кH> = кH

Условие соблюдается, арматура подобрана и расположена в сечении верно.

2.1.3 Расчет прочности ригеля на действие поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами. Подбор поперечной арматуры.

Условие прочности имеет вид:

≤ ,

где = кН - расчетная поперечная сила от действия полных нагрузок.

Предварительно принимаем поперечную арматуру 2Ø8 класса S500 с площадью поперечного сечения = 101 и шагом =160мм на приопорном участке длинной 0.25 ∙ = 0,25∙8,5 = 2,1м при высоте элемента больше 370 мм:

В средней части шаг:

Проверяем прочность бетона по наклонной полосе между трещинами от действия главных сжимающих напряжений:

где - коэффициент, учитывающий влияние хомутов, нормальных к продольной оси элемента, и определяемый по формуле:

< 1,3 (п. 7.2.2.11 СНБ)

здесь - коэффициент приведения

арматуры к бетону,

- коэффициент поперечного армирования.

- коэффициент, определяемый по формуле:

Таким образом, получаем:

кН

> .

Условие выполняется, следовательно, прочность балки по наклонной полосе обеспечена.

2.1.4.Расчет прочности ригеля на действие поперечной силы по наклонной трещине.

Расчет железобетонной балки на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной трещине должен производиться по наиболее опасному наклонному сечению исходя из условия:

где - поперечная сила, воспринимаемая наклонным сечением.

Поперечное усилие, воспринимаемое бетоном над вершиной наклонной трещины: 

где – для тяжёлых бетонов;

0,5 - коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок в тавровых и двутавровых элементах. В нашем случае = 0 .

–коэффициент, учитывающий влияние продольных сил. Так как = 0 , то = 0 .

– усилие поперечных стержнях на единицу длины элемента.

Длина проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента

Принимаем .

Поперечная сила, воспринимаемая поперечной арматурой составит:

Суммарная поперечная сила, воспринимаемая поперечной арматурой составит:

Таким образом, получаем:

Условие прочности соблюдается, следовательно, прочность балки по наклонной трещине обеспечена.

Окончательно принимаем поперечное армирование балки в виде 2Ø8 класса S 500 с = 101

Монтажную арматуру принимаем конструктивно 2Ø10 класса S240